index_new5.html
../../../zaker_core/zaker_tpl_static/wap/tpl_guoji1.html
![]()
一项发表在《细胞》期刊上的新研究揭示了现代马铃薯的基因起源。研究发现，大约800万至900万年前，古代番茄的近亲与另一种名为Etuberosum的植物发生杂交，产生了世界上第一颗马铃薯。这次“植物之恋”结合了双方的基因，创造出了能够发育出厚实、富含淀粉块茎的特性。科学家们正致力于利用这一发现，开发出更健康的马铃薯新品种，以种子繁殖代替块茎无性繁殖，从而清除有害突变，降低疾病风险，并帮助马铃薯适应新的生存环境，例如安第斯山脉的高地。
🥔 马铃薯的诞生源于一次跨越千万年的植物杂交事件。研究表明，大约800万至900万年前，古代番茄的近亲与Etuberosum植物支系发生基因重组，结合了双方的遗传优势，创造出能够形成块茎的全新物种——马铃薯。这一演化过程为我们今天所熟知的淀粉质根茎蔬菜奠定了基础。
🌱 现代马铃薯的繁殖方式（块茎无性繁殖）积累了有害突变，使其植株脆弱易染病。例如，历史上著名的爱尔兰马铃薯大饥荒就凸显了单一基因库带来的风险。因此，科学家正努力开发能够通过种子进行有性繁殖的马铃薯，这有助于清除有害突变，提高植株的抗病性和适应性。
🌍 马铃薯块茎的形成是适应环境变化的演化策略。古代番茄偏好温暖干燥，Etuberosum偏好寒冷潮湿。当南美洲安第斯山脉隆起，创造出寒冷干燥的新环境时，杂交产生的马铃薯（马铃薯节）因其块茎储存能量的能力，成功适应了这一新栖息地，并得以广泛传播。
🧬 科学家正探索利用番茄作为“基因平台”来改良马铃薯。由于番茄本身携带的有害突变较少，研究人员计划将从番茄中获得的有利基因重新引入马铃薯，或者通过人为杂交，使马铃薯能够产生种子，从而更有效地清除有害突变，培育出更健康、更具生产力的马铃薯品种。
新研究追溯馬鈴薯基因的源頭，發現這種受歡迎的根莖類蔬菜源自百萬年前一場短暫的植物之戀。
你分得出番茄和馬鈴薯有什麼不同嗎？這聽起來有點荒謬，但它們之間的關係可能比你想像中更密切──事實上我們能有好吃的馬鈴薯，還真是拜番茄所賜。
刊登在《細胞》（Cell）期刊上的新研究追溯了現代馬鈴薯的基因起源，結果顯示，在距今800萬到900萬年前，古代番茄的親戚與另一種古代植物雜交，產生了世界上第一顆馬鈴薯。這段植物戀情創造出的基因組合，能發育出厚實、富含澱粉的塊莖──我們熟悉且熱愛的馬鈴薯就此誕生！
怎麼找出馬鈴薯祖宗十八代？
馬鈴薯不只是美味的食材，更是世界第三大主食。只需要將部分塊莖埋入土中，就可以再長出另一株與親本一模一樣的複製體──只不過，這一招會隨著時間累積有害突變。
現代馬鈴薯含有許多導致植株脆弱的突變。參與此次研究的中國農業科學院深圳農業基因組研究所（Agricultural Genomics Institute at Shenzhen）的基因體生物學家黃三文（Sanwen Huang）表示：「我們想清除這些突變。」他正致力開發有害突變更少且能用種子繁殖的馬鈴薯──現代馬鈴薯是做不到這一點的。
有愈多馬鈴薯能用種子繁殖，科學家就愈有機會移除有害突變，降低複製株染病的風險。畢竟，席捲愛爾蘭的馬鈴薯大饑荒（Irish Potato Famine）殷鑑不遠。
馬鈴薯屬於茄屬（Solanum）的植物，這一屬的其他成員包含番茄、茄子和辣椒等等。參與研究的倫敦自然史博物館（Natural History Museum）植物分類學家桑德拉．納普（Sandra Knapp）解釋：「茄屬是擁有超過1000個物種的開花植物類群。」
納普對茄屬物種彼此的關係很感興趣，因此與黃三文攜手合作。她表示：「黃三文對馬鈴薯有興趣，我們對茄屬很好奇──我們意識到在這之間有一些有趣的東西。」
研究團隊使用全基因體序列，以六種馬鈴薯物種建構親緣演化樹，並與其他21種茄屬物種一起分析；研究團隊還比較了另外128個基因體，以確定馬鈴薯物種與其他物種的親緣關係。
結果顯示，馬鈴薯既與番茄支系相關，也與另一群稱為Etuberosum的茄屬支系相關。納普說：「Etuberosum是個很小的演化支系，只有三個物種。」
單看地面上的部分，Etuberosum跟馬鈴薯沒什麼兩樣。但與現代馬鈴薯不同的地方是，不論在古代還是現代，Etuberosum與番茄都無法產生「塊莖」。
但是當古代的番茄與Etuberosum經過多年雜交、產生支系「馬鈴薯節（Petota）」後，一切都不一樣了。這個新支系開創了「塊莖」這個構造。
馬鈴薯的科學
既然古代番茄和Etuberosum都無法產生美味的塊莖，那為什麼馬鈴薯節可以？科學家發現，這個新支系從番茄與Etuberosum兩個支系的祖先個別繼承了一些基因，才有後來強壯的馬鈴薯。舉例來說，古代蕃茄貢獻了SP6A基因，負責讓地下莖膨大（也稱塊莖化，tuberization）；古代Etuberosum則帶來IT1基因，能調控塊莖生長。
這個基因組合出現得正是時候！納普指出，番茄支系的植物通常偏好炎熱乾燥的環境，而Etuberosum支系則喜歡寒冷潮濕。而在大約1000萬年前，南美洲西海岸的安地斯山脈正漸漸隆起。
竄起的山脈創造出寒冷但乾燥的環境。納普解釋：「〔馬鈴薯節的塊莖能儲存能量〕，讓這些新植物能拓展到安地斯高地的新環境」。
馬鈴薯的未來
未參與此次研究的哈佛大學演化生物學家詹姆斯．馬勒特（James Mallet）指出，雜交通常沒什麼好結果。
「把基因弄得一團糟不是什麼好主意。」馬勒特說：「但是，偶爾會得到在各譜系內演化不出來的奇特基因組合──就像重新擲骰子一樣。」而且在這個基礎之上，如過有新的棲息地可以生存，這些新組合可能帶來重大差異，甚至產生新物種。
而新物種確實出現了，迄今共有107種野生馬鈴薯物種。
瑞士伯恩大學的演化生態學家奧勒．西哈根（Ole Seehausen）表示，這項研究首次證明「塊莖」這個演化的重大發明，是由兩個物種雜交而得；並指出塊莖本身的特性，或許保住了馬鈴薯在基因重組後一命。
雖然光靠塊莖的無性繁殖，不利於對抗對疾病，但這也意味著新的「馬鈴數節」不需要透過有性生殖來傳宗接代。西哈根指出，這套自我複的能力「讓無法有性生殖的雜交譜系仍有辦法生存下去」，直到恢復繁殖力為止。
黃三文希望透過從番茄到馬鈴薯演化之路的新理解，培育出更健康的馬鈴薯植株。譬如可以用番茄植株作為新基因的平臺，再將它們重新引入馬鈴薯，黃三文表示：「因為番茄基本上沒有有害突變。」
最終，黃三文希望透過人為雜交讓馬鈴薯產生種子，進一步幫助我們的薯條把有害突變清乾淨。
延伸閱讀：狼如何演化成狗？古代化石帶來有趣的線索 / 世界上最古老的乾酪是用什麼做的？讓木乃伊偷偷告訴你
